WO1999006165A2 - Gleichlauf-trennen von modell und sandballen - Google Patents

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WO1999006165A2
WO1999006165A2 PCT/DE1998/002237 DE9802237W WO9906165A2 WO 1999006165 A2 WO1999006165 A2 WO 1999006165A2 DE 9802237 W DE9802237 W DE 9802237W WO 9906165 A2 WO9906165 A2 WO 9906165A2
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PCT/DE1998/002237
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Frank Iburg
Günter Voss
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Künkel-Wagner Prozesstechnologie GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C11/00—Moulding machines characterised by the relative arrangement of the parts of same
    • B22C11/02—Machines in which the moulds are moved during a cycle of successive operations
    • B22C11/08—Machines in which the moulds are moved during a cycle of successive operations by non-rotary conveying means, e.g. by travelling platforms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C17/00—Moulding machines characterised by the mechanism for separating the pattern from the mould or for turning over the flask or the pattern plate

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for separating the model and the sand bale molded in a mold by means of the model, in which the model and shape - with horizontal alignment of their horizontal dividing surfaces - can be moved relatively apart in the direction of a normal to these dividing surfaces.
  • a mechanical synchronizing device is provided, which is arranged below the model carrier. This requires a spacious basement room under the machine.
  • the mechanically controlled synchronization takes place via a centrally guided common yoke, which raises the four guide rods that serve to lift off evenly.
  • One problem is that the yoke has to be freed or uncoupled from these guide rods, for example during the pressing process. In practice, it can be seen that the resulting impurities can have a negative impact on synchronism.
  • the control is a control of the lift height (displacement control), preferably via a PID controller, which does not generate a dynamic control error (synchronism error) in response to the ramp (steadily increasing lift heights).
  • a particular advantage is that only a floor-level foundation is required for the four individually driven and controlled axes and a generously designed basement space under the machine is unnecessary. It has also been shown that contamination and its negative influence on synchronism can be reliably avoided.
  • the arrangement has a high degree of accuracy because the lifting axes, which can be configured from individually driven vertical drives, lifting cylinders, spindle drives, servo drives or other electric drives with a spindle rod, are fixedly arranged with their lower end area and can only be extended upwards in the vertical direction, which is what is subsequently referred to as the instantaneous value of the lifting height over time with the lifting height y (t).
  • the invention goes the way of using several individual lifting drives and having them attack at the edges at the same time, in order to either separate the molding box itself with the sand bale or the model relative to the molding box with the sand bale.
  • the separating movement runs regularly in the axis that runs vertically to the normal box transport displacement direction and the individually driven lifting axes are aligned parallel to this vertical (normal).
  • the gripping on the edge ensures an exact introduction of the force and avoids mechanical imbalances which occur when forces are applied centrally and the force is distributed to the edges via a mechanical, transverse yoke. So no mechanical drive means are required below the fixed cylinders or other drives of the individually driven lifting axes, rather these lifting axes only move vertically in and out and are fixedly arranged at their lower end.
  • the fixed arrangement can be provided on a movable carriage, which not only allows the unit consisting of molding box, filling frame and model and model carrier to be moved, but is also a common support device which is precisely aligned with respect to the vertical (claim 3, claim 7).
  • the entire device comprising molding boxes and lifting axles can be moved together and thus their position relative to one another can be maintained in the long term (claim 8).
  • this carriage can be moved with a horizontally oriented cylinder rod which engages below the carriage (claim 9).
  • This pull rod which takes the carriage out of the main box conveying direction and moves to the parallel station, is thus kept very short. It engages the outer, lower end of the carriage without being hindered by deeper mechanical devices that are no longer required according to the invention.
  • the regulation of the individual drives can experience several configurations.
  • a particularly gentle separation of the molded material bale and the model is possible if the separation speed is greatly reduced at the beginning of the separation process in order to allow ventilation.
  • a low speed at the starting point of the mechanical start of the separation is also advantageous because minor vibrations are produced, which gives the advantageous results of the invention, which works at a low speed, a so-called creep speed at the moment and shortly before the separation, during after that, after the critical time of separation and ventilation is over, the speed of separation can be increased again.
  • the separation no longer has an immediate effect on the surface of the sand bale, but only serves to widen the distance between the sand bale and the model.
  • the low vibration and the synchronization error at the time of the start of the take-off can be further favored, even if a tolerance band with very small (narrow) tolerances is specified for this point in time, the sm actual system on the axes are determined by measuring devices. After the height for physically grasping the molding box is usually very precisely determined by measuring the actual hoof height of the individual lifting axes, it is possible to determine when this point in time is reached and until this point in time the speed of lifting the individual lifting axes can be reduced so much that a practically ideal synchronization is achieved, which is in any case within the first tolerance band. So is already grasping the
  • Shaped box caused very precisely and very evenly, so that the separation that follows after the exact gripping assumes a horizontally very uniform state (claim 15).
  • This corresponds to a target regulation of the synchronism error to a predetermined first tolerance band and the reduction of the setpoints before reaching the point of attack, which cannot be determined with a centrally guided mechanical lifting, since the individual points of attack are exposed and there is no possibility of measurement there, while according to the invention the measurement takes place exactly at the points that engage vertically aligned on the molding box (claim 16).
  • the manipulated variables are those signals that are output variables of the controller and that are fed to the hydraulic or electrical actuators for controlling the axis. Too large setting strokes are a sign that high forces are acting, which the individual lifting axes try to regulate individually, but which can also be a signal that an error that leads to a strong asymmetry or that originates from such a strong asymmetry is recognized can be. A second tolerance band can be used to record these strongly differing adjustment strokes. If such a tolerance band is exceeded, then either the error can only be registered or the lifting speed of all axes can be reduced immediately in order to give the possibility of intervention (claim 17).
  • a higher accuracy is achieved with an additional averager (claim 18).
  • This averager not only monitors one axis, but all of the intended axes and forms a total average of all actual height values that are measured individually on each axis. A mean value is formed from these total height values, which is then used as an additional setpoint for each controller can be switched on, so that there is an additional equalization.
  • This additional connection works in such a way that those controllers which are deflected more strongly in one direction or the other are either accelerated or braked, so that the lifting process is evened out.
  • the additional control loop can be specifically provided with integral components, since this integral component does not cause any problems with a very slow control system and still ensures the lowest possible errors.
  • the additional controllers then work like additional connections in the sense of a precontrol because the other controllers of the lifting axes are also still present, but are then preferably designed with a P control behavior.
  • Figure 1 shows a device for single-axis controlled separation of model and sand bale as a first example.
  • Figure 2 shows a similar representation of a conventional lifting device next to a press station and under a filling station and the associated basement
  • FIGS. 3a to 3f show a further device for the single-axis-controlled separation of
  • FIG. 4 is a top view of those shown in the previous figures
  • FIG. 5 is a control loop with which the individual axes 15, 16, which are also on Figure
  • FIG. 6 is a diagram which has been obtained in a practical test with a device according to FIG. 1 and a control according to FIG. 5.
  • FIG. 2 shows a conventional press station 1 with a multi-die press head 1a and a press table 3, which can be raised in the direction of the press head 1a by a device 4.
  • Model carrier 8 and model 8a is arranged between the pressing station 1 and a station 2 which is also used for filling the sand.
  • the normal corridor level is indicated by 12.
  • the model carrier is designated 8 with model 8a.
  • the lifting machine has a filling frame 6 below a sand bunker 10, and four guide rods 13, on which the elements serving to lift the molding box 7 containing the sand bale are arranged.
  • the guide rods 13 are raised together by a yoke 9, which can be raised and lowered with the aid of a lifting device 11 arranged in a basement 14.
  • the separating device 2 is again shown next to a press station 1.
  • 20 is the perpendicular to the separating surfaces of the mold and the ball of sand Denoted normal.
  • four individually driven and controlled hydraulic lifting cylinders 15, 16 are provided for separation in the arrangement according to FIG. These are jointly supported a little above the foundation, which is on the corridor level 12. A large basement room is therefore not required. A little above the foundation, the carriage 30 defining the support is laterally displaceable.
  • the carriage 30 can be shifted from left to right (and vice versa) in FIG. 1, via the shifting device 5.
  • This direction ⁇ A is transverse to the transport direction K of the molded boxes, which is oriented perpendicular to the paper plane, cf. also Figure 4.
  • hydraulic lifting cylinders 15, 16 electrically operated drives can also be provided. They are also displacement-controlled in their lifting height y, preferably via individual sensors on each “axis”, which provide the actual values y (t) for the displacement control of FIG. 5. Cross coupling from one axis to the other is avoided; each axis regulates to its own setpoints - which are given in the same way - and regulates its own disturbance variables that occur individually, cf. see FIG. 6.
  • the arrangement 5 previously described as being displaceable in the direction ⁇ A is to be explained in more detail in FIG.
  • It consists of a horizontally lying cylinder, the cylinder area of which comes to lie below the compression station 1 and the pull / push rod 5z when the carriage 30 is moved over below the filling station 2.
  • This rod 5z is arranged with its front end at the outer end region on the underside of the carriage 30 and can, when the cylinder 5 is triggered, pull the carriage 30 together with the unit consisting of model carrier 8, molding box 7, filling frame 6 into the compression station 1 and after that Compress back into the main box conveying direction K, which can be seen in FIG. 4.
  • the cylinder 5 does not protrude much laterally next to the compression station 1, which is caused by the fact that below the support rail 31, on which the carriage 30 can be moved by means of rollers 32a, 32b, no further mechanical Elements are provided which have to perform strokes in the vertical direction in the filling station, rather the area between the lower edge of the running rail 31 and the foundation 12 is practically free here.
  • the direction in which the displacement device 5 performs the movement is designated ⁇ A, it is perpendicular to the box conveying direction K according to FIG. 4.
  • FIG. 3f shows the same device that was explained in FIG. 1, only additional support feet 33 are arranged on the foundation 12, which support the guide rail 31 below the filling station 2 on which the carriage 30 with its pairs of rollers 32a, 32b is laterally displaceable, in direction A.
  • the conveying direction K of the boxes, both the supplied empty boxes and the removed boxes provided with compressed sand bales, is perpendicular to the plane of the paper.
  • the compressed molding box of FIG. 3a is pushed out (to the front), while an uncompressed, yet empty molding box in FIG. 3b moves into the filling station, held by roller conveyor sections 41, which are supported on downwardly extending support arms 40 at the upper region 16a of the respective lifting axes 16 are arranged, cf. see FIG. 1 in detail.
  • the molded molding box 7 When the empty molding box 7 is pushed in, the molded molding box is transported out of the filling station 2 and at the same time - depending on the sequence - an upper box model or a lower box model with a carrier is moved into the lifting-filling station via roller conveyors by means of cylinders (not shown here). More details about this retraction of models will be given later in FIG. 4.
  • FIG. 3b the compression station 1 with its multi-punch press head 1a is in the basic position.
  • the lifting cylinder 4 is also retracted.
  • the retracted (still empty) molding box 7 and then the filling frame 6 are placed on the model plate carrier 8 with the lifting axes 15, 16 in order to enclose the model 8a.
  • FIG. 3c is reached, in which molding material is additionally filled into the unit consisting of molding box, filling frame and model.
  • the pre-selected amount of sand can be specified using a trigger belt conveyor.
  • the amount of sand can be set depending on the model, e.g. B. by entering the number of revolutions of a pulley of the trigger belt conveyor, which are specified in the associated control.
  • the compression station is still in the basic position in FIG. 3c.
  • the unit filled with sand is moved over to the compression station on the carriage 30, in direction A.
  • the press cylinders 1a compress the molding sand above the model after the unit has been lifted off the carriage by means of the lifting cylinder 4 and pressed against the press head from below.
  • the lifting cylinder 4 lowers the unit - now in the compressed state - back onto the carriage 30, which travels in the direction -A into the filling station, which achieves the state of FIG. 3e.
  • the plungers 16 which have been retracted up to that point now begin to separate the compressed sand bale 7a from the model 8a.
  • the lifting axes 15, 16 are electronically controlled with the highest accuracy and first lift off the filling frame, which can be seen from the transition from FIG. 3e to FIG. 3f.
  • the downward-reaching carrier 41 is so long that the filling frame 6 is first raised at the upper end 16a of the lifting axis; no mechanical vibrations of the model are associated with it. Only after a short stroke, in which the molding box 7 has not yet been gripped, do the supports 40 with their lower end, a roller section, engage the corresponding counter-sections of the molding box 7 and raise it mechanically. This lifting process will become clearer later, with a view to FIG. 6, in which the three time periods of the separating stroke of the filling frame, the creep speed and the remaining stroke can be explained in more detail.
  • the free lifting of the filling frame is the starting point and at the beginning of the lifting of the molding box, a low speed is set in order to take the molding box softly off the rollers and to give the mold time for the separation process for ventilation.
  • the lifting axes then continue to lift, this time faster, until the molding box has reached the height of the runways which are in the main box transport direction K of FIG. 4.
  • FIG. 4 illustrates the retracted retraction of a model or the change of a model for an alternate impression of the upper box and lower box.
  • the arrangement of the four individually regulated lifting axes 15, 16 in the corner regions of the molding box 7 can be seen in FIG. 4 when it is retracted in the filling station.
  • the compression station 1 is offset parallel to the main box transport direction K and the carriage 30 is moved into the filling station 2 in the position shown in FIG.
  • 30 arrangements are provided transversely to the direction of displacement A of the first carriage, which enable the retraction of a model for the upper box or a model for the lower box or other models.
  • roller conveyors (sections thereof) are located above and below the filling station 2 shown in FIG.
  • FIG. 6 This course of the measured values and setpoints is to be explained in connection with FIG. 5, which shows the control with which the four lifting axes of FIG. 1 are individually controlled.
  • the starting point for the control of FIG. 5 is the jointly specified setpoint y s (t), which is jointly specified for all four axes.
  • Each controller has a setpoint / actual value comparison, which subtracts the actual stroke value y (t) of the respective individual axis from the setpoint y s (t) and specifies the difference as a control difference for a respective individual controller 81, 82, 83, 84.
  • This controller controls the drive for the respective axis, designated in the figure 5 with axis 1, axis 2, axis 3 and axis 4, and results in the control equivalent circuit diagram an actual value of the lifting height y (t), each individually for each Depending on the disturbance variables, the stroke axis results in individual effects on each axis.
  • the additional controllers 81a, 82a, 83a, 84a which have already been drawn in in FIG. 5 and which are synchronous controllers for the respective axis and are fed by an averager 90 will be explained later.
  • the starting point was the specification of a common setpoint, which appears as the course of the lifting height over time in FIG. 6. At first a slight increase and then a steeper gradient up to time T0, the separation of the
  • Vf (t) the respective synchronism deviations for the four axes used are shown with Vf (t) in FIG. They are not identical, but run in a common window between the Limit values y 0 and y u , which is important for creep speed, in which the mold box 7 with the bale of sand 7a is lifted off the model 8a. Relevant for this is the beginning of the take-off, the time TO, at which the lowest possible speed is specified by the setpoint y s (t), that is, sufficient time for ventilation and little susceptibility to faults.
  • the tolerance band TB delimited by the limit values y 0 and y u is set to ⁇ 0.05 mm in the example shown, but in fact the synchronism fluctuations are even smaller, as can be seen from the measurement in the tolerance band TB.
  • FIG. 6 shows a time span of approximately 2.4 seconds for a complete disconnection, the course of the setpoint value for the lifting height y s (t) illustrating a larger path difference than the greatly enlarged scale drawn in between -0.1 and +0. 5 mm to represent the synchronization deviations yf (t).
  • controller 5 uses proportional controllers for the controllers 81, 82, 83, 84 in order to regulate the controlled systems of the axes, which can be represented with a PT2 component for the valve with hydraulic control and an IT2 component for the cylinder .
  • the additionally shown synchronous controllers 81a can be P controllers, but they preferably have an integral component switched on in order to switch off control errors even when ramps are specified by the height setpoint y s (t).
  • the mean value generator 90 detects the sum of all stroke values y (t) of all axes and calculates a mean value M (t) for respective comparator points 81c, which individually subtract the individual actual value y (t) of each axis and the additional regulators 81a, 82a, 83a , 84a.
  • This synchronous controller which is designed as a proportional or PI controller, connects a pilot control to a summing point 81b in order to influence the controlled system 15, 16 of the respective axis.
  • All used lifting axes should preferably have the same behavior and therefore the same control structure.
  • An adapted displacement measuring system can be used as a measuring transducer for the measuring height, adapted to the type of the respective axis, such as a measuring rod for a lifting cylinder or a rotary encoder for driven spindle rods.
  • the setpoints, actual values and manipulated variables can be monitored at any time.
  • the manipulated variable of each controller of each axis can be monitored for a tolerance band with a maximum value, so that the manipulated variables are not too large during the separation process. If it is determined that one of the manipulated variables lies outside the previously defined limit value or leaves the specified tolerance band, an error can be concluded.
  • the associated cylinder is then loaded with either too large or too small a force.
  • a looming malfunction can be compensated preventively by e.g. B. the slope of the setpoint curve y s (t) is reduced in order to reduce the path difference and to bring the torn manipulated variable back into the tolerance band.
  • FIG. 6 shows the high accuracy in the time range TO to T1, which corresponds to creep speed.
  • the start of the time TO can also be influenced by a controller that works in such a way that the setpoint specification of the stroke is reduced until the shown synchronization deviations yf (t) lie within the tolerance band TB when the time TO is reached.

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Abstract

Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trennen von Modell und dem mittels des Modells in einer Form abgeformten Sandballen, bei der Modell und Form (8, 7) - bei horizontaler Ausrichtung ihrer horizontalen Teilungsflächen - in Richtung einer zu diesen Teilungsflächen Normalen relativ auseinanderbewegbar sind. Zum Ausführen der Relativbewegung sind parallel zu der Normalen (20) mehrere parallel ausgerichtete Vertikalantriebe oder Hubzylinder (15, 16), die einzeln betreibbar sind und deren Hubhöhe einzeln regelbar ist. Durch Ausführen der Trennung mit Hilfe von vier einzeln angetriebenen und in der Hubhöhe (y(t)) geregelten Hubzylindern oder Elektroantrieben läßt sich auf sehr genaue Weise erreichen, daß die (horizontalen) Teilungsflächen der Form und des Modells während des Trennvorganges parallel bleiben und keine Bewegungen senkrecht zur Normalen stattfinden.

Description

Gleichlauf-Trennen von Modell und Sandballen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Modell und dem mittels des Modells in einer Form abgeformten Sandballen, bei der Modell und Form - bei horizontaler Ausrichtung ihrer horizontalen Teilungsflächen - in Richtung einer zu diesen Teilungsflächen Normalen relativ auseinanderbewegbar sind.
An die Relativbewegung zwischen Modell und im Formkasten abgepreßter Sandform sind besondere Anforderungen gestellt, um beim Trennen die Sandform nicht zu beschädigen. Dazu ist es erforderlich, daß die (horizontalen) Teilungsflächen von Form und Modell während des Trennvorganges streng parallel bleiben. Auch darf keinerlei Bewegung parallel zu den Teilungsflächen auftreten. Erschwerend kommt hinzu, daß die Resultierende aus der Gewichtskraft des Sandballens häufig nicht im geometrischen Mittelpunkt der Form angreift. Schließlich treten während des Trennvorganges zu überwindende Reibungskräfte auf, die weder zeitlich noch räumlich als konstant anzusehen sind. Diese Probleme treten unabhängig davon auf, ob der Trennvorgang durch Absenken des Modells bei feststehendem Sandballen, durch Anheben des Sandballens bei feststehendem Modeil oder durch eine Mischung der beiden genannten Relativbewegungen vorgenommen wird.
Es sind Trennvorrichtungen, sogenannte Abhebemaschinen, bekannt, die den zuvor genannten strengen Anforderungen genügen. Eine mechanische Gleichlaufeinrichtung ist dabei vorgesehen, die unterhalb des Modellträgers angeordnet ist. Dazu ist ein großzügig gestalteter Kellerraum unter der Maschine erforderlich. Der mechanisch gesteuerte Gleichlauf erfolgt über ein zentral geführtes gemeinsames Joch, welches die zum Abheben dienenden vier Führungsstangen gleichmäßig anhebt. Ein Problem ist, daß das Joch, zum Beispiel während des Preßvorganges, von diesen Führungsstangen befreit oder abgekoppelt werden muß. In der Praxis zeigt sich, daß dadurch entstehende Verunreinigungen den Gleichlauf negativ beeinflussen können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und Verfahren zum Trennen von Modell und Sandballen anzugeben, welche die eingangs genannten besonderen Gleichlauf-Anforderungen ohne die Nachteile mechanischer Gleichlaufsteuerungen erfüllen.
Diese Aufgabe wird mit Anspruch 1 , 10 oder 19 gelöst. Durch Ausführen der Trennung mit Hilfe von vorzugsweise vier einzeln angetriebenen und in der Hubhöhe geregelten Achsen (Vertikalantriebe, Hubzylinder oder Elektroantriebe) läßt sich auf sehr genaue Weise erreichen, daß die horizontalen Teilungsflächen der Form und des Modells während des Trennvorganges parallel bleiben und keine Bewegungen senkrecht zur Normalen stattfinden. Durch die Einzelachsen und die gesonderte Regelung jeder "Achse" kann dieser Gleichlauf auch dann gewährleistet werden, wenn die Resultierende aus der Gewichtskraft in erheblichem Abstand vom geometrischen Mittelpunkt der abzuhebenden Einheit angreift. Im gleichen Maße lassen sich auch unterschiedliche Reibkräfte, die während des Trennvorganges auftreten, sicher und störungsfrei ausgleichen, selbst wenn diese zeitlich und räumlich variieren.
Die Regelung ist eine Regelung auf die Hubhöhe (Weg-Regelung), bevorzugt über einen PID-Regler, der bei Rampenantworten (stetig steigenden Hubhöhen) keinen dynamischen Regelfehler (Gleichlauffehler) erzeugt.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß für die vier einzeln angetriebenen und geregelten Achsen lediglich ein flurebenes Fundament benötigt wird und ein großzügig gestalteter Kellerraum unter der Maschine entbehrlich ist. Auch hat sich gezeigt, daß Verunreinigungen und deren negativer Einfluß auf den Gleichlauf zuverlässig vermieden werden können.
Die Anordnung hat eine hohe Genauigkeit, weil die Hubachsen, die aus einzeln angetriebenen Vertikalantrieben, Hubzylindern, Spindelantrieben, Servoantrieben oder sonstigen Elektroantrieben mit Spindelstange ausgestaltet sein können, mit ihrem unteren Endbereich fest angeordnet sind und nur nach oben in vertikaler Richtung ausfahrbar sind, was im folgenden mit der Hubhöhe y(t) als Momentanwert der Hubhöhe über der Zeit bezeichnet wird. Statt einem mechanisch zentral aufgehängten Hubantrieb zu verwenden, geht die Erfindung den Weg, mehrere einzelne Hubantriebe einzusetzen und diese gleichzeitig randseitig angreifen zu lassen, um entweder den Formkasten selbst mit den Sandballen oder das Modell gegenüber dem Formkasten mit dem Sandballen relativ zu trennen.
Die Trennbewegung verläuft regelmäßig in der Achse, die vertikal zu der normalen Kastentransport-Verschieberichtung verläuft und die einzeln angetriebenen Hubachsen sind parallel zu dieser Vertikalen (Normalen) ausgerichtet. Das randseitige Angreifen sorgt für eine genaue Einleitung der Kraft und vermeidet mechanische Schieflagen, die beim zentralen Einleiten von Kräften und der Verteilung der Kraft auf die Randseiten über ein mechanisches, querverlaufendes Joch entstehen. Also sind keine mechanischen Antriebsmittel unterhalb der fest angeordneten Zylinder oder sonstigen Antriebe der einzeln angetriebenen Hubachsen erforderlich, vielmehr fahren diese Hubachsen nur vertikal heraus und herein und sind an ihrem unteren Ende fest angeordnet. Die feste Anordnung kann an einem verfahrbaren Wagen vorgesehen sein, der das Verschieben nicht nur der Einheit aus Formkasten, Füllrahmen und Modell sowie Modellträger erlaubt, sondern auch gemeinsame Abstützvorrichtung ist, die gegenüber der Vertikalen genau ausgerichtet ist (Anspruch 3, Anspruch 7).
Mit der Möglichkeit, die Hubachsen an dem verfahrbaren Wagen anzuordnen, kann die gesamte Einrichtung aus Formkästen und Hubachsen gemeinsam verfahren werden und damit auf Dauer ihre relative Lage zueinander eingehalten werden (Anspruch 8).
Aufgrund der zuvor erwähnten Anbringung aller Hubachsen ohne eine untere mechanische Krafteinleitung unterhalb des verfahrbaren Wagens, kann dieser Wagen mit einer horizontal orientierten Zylinderstange verfahren werden, die unterhalb des Wagens angreift (Anspruch 9). Es wird damit diese Zugstange, die den Wagen aus der Haupt-Kastenförderrichtung heraus nimmt und zu der parallelen Station verfährt, sehr kurz gehalten. Sie greift am äußeren, unteren Ende des Wagens an, ohne daß sie von tieferliegenden mechanischen Einrichtungen behindert wird, die gemäß der Erfindung nicht mehr erforderlich sind.
Die Regelung der einzelnen Antriebe (Anspruch 10) kann mehrere Ausgestaltungen erfahren. Ein besonders sanftes Trennen von Formstoffballen und Modell ist dann möglich, wenn die Trenngeschwindigkeit am Anfang des Trennvorganges stark herabgesetzt ist, um das Belüften zu ermöglichen. Gleichzeitig ist eine geringe Geschwindigkeit im Ansatzpunkt des mechanischen Beginns des Trennens auch von Vorteil, weil geringe Erschütterungen hervorgerufen werden, woraus sich die vorteilhaften Ergebnisse der Erfindung ergeben, die mit einer geringen Geschwindigkeit, einer sogenannten Schleichfahrt im Augenblick und kurz vor dem Trennen arbeitet, während danach, nachdem der kritische Zeitpunkt der Trennung und der Belüftung vorbei ist, die Geschwindigkeit des Trennens wieder erhöht werden kann. Hier hat des Trennen keine unmittelbaren Auswirkungen mehr auf die Oberfläche des Sandballens, sondern dient nur der größeren Beabstandung von Sandballen und Modell. Weiter begünstigt werden kann die geringe Erschütterung und der Gleichlauffehler im Zeitpunkt des Beginns des Abhebens auch dann, wenn für diesen Zeitpunkt ein Toleranzband mit sehr kleinen (engen) Toleranzen vorgegeben wird, die sm tatsächlichen System an den Achsen durch Meßeinrichtungen ermittelt werden. Nachdem die Höhe zum physischen Ergreifen des Formkastens meist sehr genau festliegt, kann durch Messen der tatsächlichen Hufhöhe der einzelnen Hubachsen bestimmt werden, wann dieser Zeitpunkt erreicht wird und bis zum Erreichen dieses Zeitpunkts kann die Geschwindigkeit des Anheben der einzelnen Hubachsen so stark herabgesetzt werden, daß ein praktisch idealer Gleichlauf erreicht wird, der jedenfalls innerhalb des ersten Toleranzbandes liegt. So wird bereits das Ergreifen des
Formkastens höchst genau und höchst gleichmäßig veranlaßt, so daß auch das nach dem genauen Ergreifen folgende Trennen von einem horizontal sehr gleichmäßigen Zustand ausgeht (Anspruch 15). Dies entspricht einer Zielregelung des Gleichlauffehlers auf ein vorgegebenes erstes Toleranzband und der Herabsetzung der Sollwerte vor Erreichen des Angriffspunktes, der bei einem zentral geführten mechanischen Abheben nicht bestimmbar ist, da die einzelnen Angriffspunkte selbst freiliegen und keine Meßmöglichkeit dort besteht, während gemäß der Erfindung die Messung genau an den Stellen erfolgt, die vertikal ausgerichtet am Formkasten angreifen (Anspruch 16).
Eine zusätzliche Sicherheit besteht dann, wenn Stellgrößen der jeweiligen individuellen Regler der einzelnen Hubachsen überwacht werden. Die Stellgrößen sind diejenigen Signale, die Ausgangsgrößen der Regler sind und die den hydraulischen oder elektrischen Aktuatoren zur Steuerung der Achse zugeführt werden. Zu große Stellhübe sind ein Zeichen dafür, daß hohe Kräfte wirken, die die einzelnen Hubachsen versuchen individuell auszuregeln, die aber gleichzeitig ein Signal dafür sein können, daß ein Fehler, der zu einer starken Unsymmetrie führt oder der von einer solchen starken Unsymmetrie ausgeht, erkannt werden kann. Zur Erfassung dieser stark abweichenden Stellhübe kann ein zweites Toleranzband dienen. Wird ein solches Toleranzband überschritten, so kann entweder der Fehler nur registriert werden oder aber die Hubgeschwindigkeit aller Achsen sofort gesenkt werden, um eine Eingriffsmöglichkeit zu geben (Anspruch 17).
Eine höhere Genauigkeit wird mit einem zusätzlichen Mittelwertbildner erreicht (Anspruch 18). Dieser Mittelwertbildner überwacht nicht nur eine Achse, sondern alle vorgesehenen Achsen und bildet einen gesamten Mittelwert aus allen Höhen-Istwerten, die an jeder Achse individuell gemessen werden. Aus diesen gesamten Höhenwerten wird ein Mittelwert gebildet, der dann jedem Regler als zusätzlicher Sollwert aufgeschaltet werden kann, so daß sich eine zusätzliche Vergleichmäßigung ergibt. Diese Zusatzaufschaltung arbeitet so, daß diejenigen Regler, die stärker in die eine oder andere Richtung ausgelenkt sind, entweder beschleunigt oder gebremst werden, so daß eine Vergleichmäßigung des Anhebevorgangs erfolgt. Der Zusatzregelkreis kann spezifisch mit Integralanteilen versehen sein, da dieser integraler Anteil hier bei einer sehr trägen Regelstrecke wenig stört und dennoch für praktisch erhaltene geringstmögliche Fehler sorgt. Die Zusatz-Regler arbeiten dann wie Zusatz- Aufschaltungen im Sinne einer Vorsteuerung, weil zusätzlich die anderen Regler der Hubachsen auch noch vorhanden sind, die dann aber bevorzugt mit einem P- Regelverhalten ausgestaltet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum einzel-achsengeregelten Trennen von Modell und Sandballen als erstes Beispiel. Figur 2 zeigt in ähnlicher Darstellung eine übliche Abhebevorrichtung neben einer Preßstation und unter einer Füllstation sowie den zugehörigen Kellerraum
14. Figur 3a bis 3f zeigen eine weitere Vorrichtung zum einzel-achsengeregelten Trennen von
Modell und Sandballen als zweites Beispiel. Figur 4 ist eine Aufsicht auf die in den vorhergehenden Figuren gezeigten
Vorrichtungen, bei der die Haupt-Kastenförderlinie K erkennbar ist und die
Querrichtung A, in die eine Verschiebung mittels des Wagens 30 erfolgt. Figur 5 ist ein Regelkreis, mit dem die einzelnen Achsen 15, 16, die auch an Figur
4 ersichtlich sind, geregelt werden. Figur 6 ist ein Diagramm, das in einer praktischen Erprobung bei einer Vorrichtung gemäß Figur 1 und einer Regelung gemäß Figur 5 erhalten worden ist.
In Figur 2 ist eine übliche Preßstation 1 mit einem Mehrstempei-Preßhaupt 1a und einem Pressentisch 3 gezeigt, der über eine Einrichtung 4 in Richtung auf das Preßhaupt 1a anhebbar ist. Eine Verschiebeeinrichtung 5 für Formkästen 7 mit
Modellträger 8 und Modell 8a ist zwischen der Preßstation 1 und einer zugleich zum Sandeinfüllen dienenden Station 2 angeordnet. Mit 12 ist die normale Flurebene angedeutet. Mit 8 ist der Modellträger mit Modell 8a bezeichnet.
Die Abhebemaschine weist unterhalb eines Sandbunkers 10 einen Füllrahmen 6 auf, sowie vier Führungsstangen 13, an denen die zum Abheben des den Sandballen enthaltenden Formkastens 7 dienenden Elemente angeordnet sind. Die Führungsstangen 13 werden gemeinsam von einem Joch 9 angehoben, das mit Hilfe einer in einem Kellerraum 14 angeordneten Hubeinrichtung 11 angehoben und abgesenkt werden kann.
Aus Figur 1 wird deutlich, daß unterhalb der Flurebene 12 erhebliche kellerartige Räume 14 für die Unterbringung der Elemente der zentral geführten Abhebeeinrichtung benötigt werden.
Bei der Ausführung gemäß Figur 1 ist die Trennvorrichtung 2 wiederum neben einer Preßstation 1 dargestellt. Gleiche Teile sind in der gleichen Weise bezeichnet, wie in Figur 2. Mit 20 ist die zu den Trennflächen von Form und Sandballen senkrechte Normale bezeichnet. Im Unterschied zu der Abhebemaschine nach Figur 1 , sind zum Trennen bei der Anordnung nach Figur 2 vier einzeln angetriebene und geregelte hydraulische Hubzylinder 15, 16 vorgesehen. Diese sind gemeinsam wenig oberhalb des Fundaments abgestützt, das auf der Flurebene 12 liegt. Ein großer Kellerraum wird also nicht benötigt. Wenig oberhalb des Fundaments ist der die Abstützung vorgebende Wagen 30 seitlich verfahrbar angeordnet.
Der Wagen 30 ist in Figur 1 von links nach rechts (und vice versa) verschiebbar, über die Verschiebeeinrichtung 5. Diese Richtung ±A liegt quer zur - senkrecht zur Papierebene orientierten - Transportrichtung K der Formkästen, vgl. auch Figur 4.
Statt der hydraulischen Hubzylinder 15, 16 können auch elektrisch betätigte Antriebe vorgesehen werden. Auch sie werden weg-geregelt in ihrer Hubhöhe y, bevorzugt über einzelne Meßfühler an jeder "Achse", die Istwerte y(t) für die Weg-Regelung der Figur 5 bereitstellen. Eine Kreuzkopplung von einer zur anderen Achse wird vermieden; jede Achse regelt auf ihre eigenen Sollwerte - die gleich vorgegeben werden - und regelt ihre eigenen Störgrößen aus, die individuell anfallen, vgl. dazu die Figur 6.
Die zuvor als verschiebbar in Richtung ±A bezeichnete Anordnung 5 soll in Figur 1 näher erläutert werden. Sie besteht dort aus einem horizontal liegenden Zylinder, dessen Zylinderbereich unterhalb der Verdichtungsstation 1 und dessen Zug/Schub- Stange 5z im herübergefahrenen Zustand des Wagens 30 unterhalb der Füllstation 2 zu liegen kommt. Diese Stange 5z ist mit ihrem vorderen Ende an dem äußeren Endbereich an der Unterseite des Wagens 30 angeordnet und kann bei Auslösen des Zylinders 5 den Wagen 30 mitsamt der Einheit aus Modellträger 8, Formkasten 7, Füllrahmen 6 herüberziehen in die Verdichtungsstation 1 und nach dem dortigen Verdichten wieder zurückfahren in die Haupt-Kastenförderrichtung K, die aus Figur 4 ersichtlich ist. Aufgrund der Anordnung des vorderen Endes 5b der Stange 5z ragt der Zylinder 5 nicht stark seitlich neben der Verdichtungsstation 1 hervor, was dadurch veranlaßt ist, daß unterhalb der Tragschiene 31 , auf der der Wagen 30 mittels Rollen 32a, 32b verfahrbar ist, keine weiteren mechanischen Elemente vorgesehen sind, die in vertikaler Richtung Hübe in der Füllstation ausführen müssen, vielmehr ist hier der Bereich zwischen Unterkante der Fahrschiene 31 und Fundament 12 praktisch frei. Die Richtung, in der die Verschiebeinrichtung 5 die Bewegung durchführt, ist mit ±A bezeichnet, sie steht senkrecht auf der Kastenförderrichtung K gemäß Figur 4. Der Betriebsablauf des Befüllens, Verdichtens, Trennens und Herausfahrens eines Formkastens mit verdichtetem Sandballen 7a soll anhand der Figuren 3 erläutert werden, wobei die Figur 3a gleichzeitig auch die Figur 3f ist, also Anfangs- und Endpunkt zugleich. In der Figur 3f (=3a) ist dieselbe Vorrichtung gezeigt, die in der Figur 1 erläutert war, nur sind zusätzlich Stützfüße 33 auf dem Fundament 12 angeordnet, die die Führungsschiene 31 unterhalb der Füllstation 2 tragen, auf der der Wagen 30 mit seinen Rollenpaaren 32a, 32b seitlich verschiebbar ist, in Richtung A. Die Förderrichtung K der Kästen, sowohl der zugeförderten leeren Kästen, wie auch der abgeförderte, mit verdichtetem Sandballen versehen Kästen ist senkrecht zur Papierebene. In dieser Richtung wird der verdichtete Formkasten der Figur 3a (nach vorne) herausgeschoben, während ein nicht verdichteter, noch leerer Formkasten in der Figur 3b in die Füllstation einfährt, gehalten von Rollenbahnabschnitten 41 , die an abwärtsragenden Tragarmen 40 am Oberbereich 16a der jeweiligen Hubachsen 16 angeordnet sind, vgl. hierzu im Detail die Figur 1.
Mit dem Einschieben des leeren Formkastens 7 wird der abgeformte Formkasten aus der Füllstation 2 heraustransportiert und gleichzeitig - je nach Reihenfolge - ein Oberkasten-Modell oder ein Unterkasten-Modell mit einem Träger über Rollenbahnen mittels hier nicht näher dargestellten Zylindern in die Abhebe-Füllstation eingefahren. Zu diesem Einfahren von Modellen wird später zur Figur 4 noch Näheres ausgeführt.
In Figur 3b ist die Verdichtungsstation 1 mit ihrem Vielstempel-Preßhaupt 1a in Grundstellung. Auch der Hubzylinder 4 ist eingefahren. Von Figur 3b zu Figur 3c wird mit den Hubachsen 15, 16 nacheinander der eingefahrene (noch leere) Formkasten 7 und dann der Füllrahmen 6 auf den Modellplattenträger 8 aufgesetzt, um das Modell 8a zu umschließen. Ist diese Bewegung y(t) abgeschlossen, wird die Figur 3c erreicht, in der zusätzlich Formstoff in die Einheit aus Formkasten, Füllrahmen und Modell eingefüllt ist. Die vorgewählte Sandmenge kann mittels eines Abzugsgurt-Förderer vorgegeben werden. Die Sandmenge kann dabei modellabhängig eingestellt sein, z. B. über die Eingabe der Anzahl der Umdrehungen einer Umlenktrommel des Abzugsgurt- Förderers, die in der zugehörigen Steuerung vorgegeben werden.
Die Verdichtungsstation befindet sich in der Figur 3c noch immer in Grundstellung. Ausgehend von der Figur 3c wird die mit Sand gefüllte Einheit auf dem Wagen 30 in die Verdichtungsstation herübergefahren, in Richtung A. Damit wird die Figur 3d erreicht. Die Preßzylinder 1a führen in der Figur 3d die Verdichtung des Formsandes oberhalb des Modells durch, nachdem mittels Hubzylinder 4 die Einheit von dem Wagen abgehoben und gegen das Preßhaupt von unten gedrückt worden ist. Nach Abformen senkt der Hubzylinder 4 die Einheit - jetzt im verdichtetem Zustand - wieder auf den Wagen 30, der in Richtung -A herüberfährt in die Füllstation, womit der Zustand der Figur 3e erreicht wird. Die bis dahin eingefahrene Stößel 16 beginnen jetzt die Trennung des verdichteten Sandballens 7a von dem Modell 8a vorzunehmen. Die Hubachsen 15, 16 werden dabei mit höchsten Genauigkeit elektronisch geregelt und heben zunächst den Füllrahmen ab, was aus dem Übergang von der Figur 3e zur Figur 3f ersichtlich ist. Hier ist der nach unten greifende Träger 41 so lang, daß zunächst der Füllrahmen 6 am oberen Ende 16a der Hubachse angehoben wird, mit ihm sind keine mechanischen Erschütterungen des Modells verbunden. Erst nach einem kurzen Hubweg, in dem der Formkasten 7 noch nicht ergriffen worden ist, beginnen die Träger 40 mit ihrem unteren Ende, einem Rollenabschnitt, an den entsprechenden Gegenabschnitten des Formkastens 7 anzugreifen und ihn mechanisch in die Höhe zu heben. Dieser Hubvorgang wird später deutlicher, mit Blick auf die Figur 6, in der die drei Zeitabschnitte des Trennhubes des Füllrahmens, der Schleichfahrt und des Resthubes genauer erläutert werden können. Grob gesprochen ist das Freiheben des Füllrahmens Ausgangspunkt und bei Beginn des Anhebens des Formkasten ist eine geringe Geschwindigkeit eingestellt, um den Formkasten weich von den Rollen zu übernehmen und der Form Zeit für den Trennvorgang zum Belüften zu geben. Die Hubachsen heben dann weiter, diesmal schneller, bis der Formkasten die Höhe der Rollbahnen erreicht hat, die in der Haupt-Kastentransportrichtung K der Figur 4 liegen.
Damit ist der Beginnzustand der Figur 3f praktisch erreicht, wenn ein leerer Formkasten den in der Figur 3f (=3a) dargestellten verdichteten Formkasten 7 aus der Füllstation senkrecht zur Papierebene herausgeschoben hat. Es beginnt dann ein neuer Zyklus, der hier nicht weiter erläutert werden soll.
Die Figur 4 veranschaulicht das zunächst zurückgestellte Einfahren eines Modells bzw. das Wechseln eines Modells für eine abwechselnde Abformung von Oberkasten und Unterkasten. Ersichtlich ist an der Figur 4 die Anordnung der vier einzeln geregelten Hubachsen 15, 16 in den Eckbereichen des Formkastens 7, wenn er in der Füllstation eingefahren ist. Die Verdichtungsstation 1 ist parallel versetzt gegenüber der Haupt- Kastentransportrichtung K und der Wagen 30 ist in der in Figur 4 dargestellten Position in die Füllstation 2 verschoben. Zum abwechselnden Abformen von Oberkasten und Unterkasten sind quer zur Verschieberichtung A des ersten Wagens 30 Anordnungen vorgesehen, die das Einfahren eines Modells für den Oberkasten oder eines Modells für den Unterkasten oder weiterer Modelle ermöglichen. Dazu sind Rollenbahnen (Abschnitte davon) oberhalb und unterhalb der in Figur 4 dargestellten Füllstation 2 jeweils auf weiteren Wagen 35 montiert. Diese Wagen können zum Wechseln der Modell bzw. der Modellplattenträger unter der Form-Kastenbahn (seitlich) hervorgefahren werden, so daß die Modellplattenträger in den Bereichen 36a, 36b so gut wie möglich zugänglich sind. Nach erfolgtem Wechsel wird der Wagen wieder in die Shuttle-Position zurücktransportiert. Ein zusätzlicher (zweiter) Schubzylinder 5a steuert die Bewegung des zweiten Wagens 35, der das Modell über entsprechende Rollen und Bahnabschnitte zunächst auf den ersten Wagen 30 auffährt, wo es mit dem Formkasten 7 in Verbindung kommt. Die anschließende Verfahrbewegung des Wagens 30 in Richtung A zum Pressen verläuft senkrecht zu vorbeschriebenen Bewegung des Formkastens in Richtung B, während die zusätzlich erwähnte Verschieberichtung C in Richtung der Modellwechselplätze 36a, 36b wieder parallel zur Bewegung A des ersten Wagens 30 verläuft.
Die zwischen den Figuren 3e und 3f erfolgende Trennung von Sandballen 7a und Modell 8a wird anhand eines Diagramms deutlich. Das Diagramm ist in Figur 6 dargestellt. Dieser Verlauf der Meßwerte und Sollwerte soll in Verbindung mit der Figur 5 erläutert werden, die die Regelung zeigt, mit der die im Beispiel vier Hubachsen der Figur 1 einzeln geregelt werden.
Ausgangspunkt für die Regelung der Figur 5 ist der gemeinsam vorgegebene Sollwert ys(t), der allen vier Achsen gemeinsam vorgegeben wird. Jeder Regler besitzt einen Soll-Istwert- Vergleich, der den tatsächlichen Hubwert y(t) der jeweiligen individuellen Achse von dem Sollwert ys(t) abzieht und die Differenz als Regeldifferenz einem jeweiligen individuellen Regler 81 , 82, 83, 84 vorgibt. Dieser Regler steuert den Antrieb für die jeweilige Achse, in der Figur 5 mit Achse 1 , Achse 2, Achse 3 und Achse 4 bezeichnet, und ergibt im regelungstechnischen Ersatzschaltbild einen Ist-Wert der Hubhöhe y(t), die jeweils individuell sich für jede Hubachse ergibt, abhängig von Störgrößen, die auf jede Achse individuell wirken. Die zusätzlich in der Figur 5 schon eingezeichneten Zusatzregler 81a, 82a, 83a, 84a, die Gleichlaufregler für die jeweilige Achse sind und von einem Mittelwertbildner 90 gespeist werden, sollen später erläutert werden.
Ausgangspunkt war das Vorgeben eines gemeinsamen Sollwertes, der als Verlauf der Hubhöhe über der Zeit in der Figur 6 erscheint. Zunächst schwach ansteigend und dann steiler verlaufend bis hin zum Zeitpunkt T0 ergibt sich das Trennen des
Füllrahmens 6 von dem Formkasten 7. Die jeweiligen Gleichlaufabweichungen für die vier verwendeten Achsen sind mit Vf(t) in der Figur 6 dargestellt. Sie sind nicht identisch, laufen aber in ein gemeinsam vorgegebenes Fenster zwischen den Grenzwerten y0 und yu, das für die Schleichfahrt Bedeutung hat, in der der Formkasten 7 mit dem Sandballen 7a von dem Modell 8a abgehoben wird. Dafür relevant ist der Beginn des Abhebens, der Zeitpunkt TO, zu dem eine möglichst geringe Geschwindigkeit von dem Sollwert ys(t) vorgegeben wird, also genügend Zeit zum Belüften und wenig Anfälligkeit für Störungen. Das von den Grenzwerten y0 und yu eingegrenztes Toleranzband TB ist im dargestellten Beispiel auf ±0,05 mm eingestellt, tatsächlich aber sind die Gleichlaufschwankungen noch geringer, wie an der Messung im Toleranzband TB erkannt werden kann. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne der Schleichfahrt stand genügend Belüftungszeit zur Verfügung und der Resthub der Trennbewegung kann gemäß einem steiler verlaufenden Sollwert jetzt schneller vorgenommen werden, was auch eine größere Gleichlaufabweichung zur Folge hat, die hier aber nicht mehr von so großer Bedeutung ist, weil das eigentliche Lösen des Sandballens von dem Modell bereits erfolgte.
Die Figur 6 zeigt eine Zeitspanne von etwa 2,4 Sekunden für einen vollständiges Trennen, wobei der Verlauf des Sollwertes der Hubhöhe ys(t) eine größere Wegdifferenz veranschaulicht, als der eingezeichnete, stark vergrößerte Maßstab zwischen -0,1 und +0,5 mm zur Darstellung der Gleichlaufabweichungen yf(t).
Die Regelung der Figur 5 verwendet Proportionalregler für die Regler 81 , 82, 83, 84, um die Regelstrecken der Achsen, die mit einem PT2-Anteil für das Ventil bei hydraulischer Steuerung und einem IT2-Anteil für den Zylinder dargestellt werden können, zu regeln. Die zusätzlich eingezeichneten Gleichlaufregler 81a können P- Regler sein, bevorzugt aber haben sie einen zugeschalteten Integral-Anteil, um Regelfehler auch dann auszuschalten, wenn Rampen von dem Höhensollwert ys(t) vorgegeben werden.
Der Mittelwertbildner 90 erfaßt die Summe aller Hubwerte y(t) aller Achsen und errechnet daraus einen gebildeten Mittelwert M(t) für jeweilige Vergleicherstellen 81c, die jeweils individuell den individuellen Istwert y(t) jeder Achse subtrahieren und den Zusatzreglern 81a, 82a, 83a, 84a vorgeben. Dieser als Proportional- oder Pl-Regler ausgestaltete Gleichlaufregler schaltet eine Vorsteuerung auf eine Summierstelle 81b auf, um die Regelstrecke 15, 16 der jeweiligen Achse zu beeinflussen.
So kann ein Höchstmaß vom Gleichlauf erreicht werden, bei gleichzeitig schnell ansprechender Regelung im Führungsverhalten. Alle eingesetzten Hubachsen sollten bevorzugt gleiches Verhalten und damit auch gleiche Regelstruktur besitzen.
Als Meßgeber für die Meßhöhe kann ein angepaßtes Wegmeß-System Einsatz finden, angepaßt an die Art der jeweiligen Achse, so ein Meßstab für einen Hubzylinder oder ein Drehgeber für angetriebene Spindelstangen.
Zu jedem Zeitpunkt besteht die Möglichkeit, die Sollwerte, Istwerte und Stellgrößen zu überwachen. So kann beispielsweise die Stellgröße jedes Reglers jeder Achse auf ein Toleranzband mit einem Maximalwert hin überwacht werden, so daß keine zu großen Stellgrößen bei dem Trennvorgang auftreten. Wird festgestellt, daß eine der Stellgrößen außerhalb des vorher definierten Grenzwertes liegt oder das vorgegebene Toleranzband verläßt, kann auf einen Fehler geschlossen werden. Der dazugehörige Zylinder ist dann entweder mit einer zu großen oder zu kleinen Kraft belastet. Es kann präventiv eine sich abzeichnende Funktionsstörung ausgeglichen werden, indem z. B. die Steigung des Sollwertverlaufs ys(t) herabgesetzt wird, um den Gangunterschied herabzusetzen und die ausgerissene Stellgröße wieder in das Toleranzband zurückzuholen.
Die Figur 6 zeigt die hohe Genauigkeit im Zeitbereich TO bis T1 , der der Schleichfahrt entspricht. Vor Erreichen des Zeitpunktes TO, also dem physischen Berühren des Formkastens 7 bei der einzuleitenden Trennung, nimmt die Geschwindigkeit, die der Ableitung des Sollwertes des Hubes ys(t) entspricht, ab und nach Beenden der Schleichfahrt im Rahmen des Resthubes nimmt sie wieder zu, um den notwendigen Hub schnellstmöglich zu erreichen.
Das Anfahren des Zeitpunktes TO kann auch von einer Steuerung beeinflußt sein, die so arbeitet, daß die Sollwertvorgabe des Hubes so lange reduziert wird, bis die eingezeichneten Gleichlaufabweichungen yf(t) innerhalb des Toleranzbandes TB liegen, wenn der Zeitpunkt TO erreicht wird.

Claims

Ansprüche:
1. Vorrichtung zum Trennen von Modell und dem mittels des Modells und einer Form abgeformten Sandballen (7a), bei der Modell und Form (8,7) - bei
5 horizontaler Ausrichtung ihrer horizontalen Teilungsflächen - in Richtung einer zu diesen Teilungsflächen Senkrechten (20) relativ auseinanderbewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausführen der Relativbewegung parallel zu der Senkrechten (20) mehrere parallel dazu ausgerichtete Hubachsen (15,16) vorgesehen sind, die einzeln
10 betreibbar sind und deren Hubhöhe (y(t)) einzeln regelbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , welche insbesondere vier einzeln aufwärts und abwärts antreibbare und einzeln regelbare "Hubachsen" (15,16) als Vertikalantriebe, Hubzylinder, Spindelantriebe, Servoantriebe oder ι5 Elektroantriebe aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Hubachsen (15,16) oberhalb eines flurebenen Fundaments (12) gemeinsam angeordnet und abgestützt sind, ohne daß unter ihnen eine die Hubbewegung (y(t)) ausführende mechanische
20 Einrichtung (9) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem voriger Ansprüche, bei der die Hubachsen (15,16) auf einem verfahrbaren Wagen (30) abgestützt sind, der etwa senkrecht zur Haupt-Kastenförderrichtung (K) bewegbar ist (A).
25
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die insbesondere als Verschiebung von Wagenrollen (32a, 32b) auf einer Querschiene (31) ausgestaltete Bewegung des Wagens (30) (nur) zwischen einer Füllstation und einer benachbarten Preßstation (1 ,2) erfolgt.
30
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , bei der vier einzeln antreibbare und einzeln regelbare "Hubachsen" (15,16) in den vier Eckbereichen des den Sandballen (7a) aufnehmenden Formkastens (7) angeordnet sind.
35 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, bei der alle Hubachsen (15,16) einen ausfahrenden Stößel (16) und einen fest angeordneten Zylinder oder anderen Antrieb (15) besitzen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der alle Hubachsen (15,16) mit dem Wagen (30) in die Preßstation (1) und zurück mitverfahren werden.
9. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 4, bei der eine Verschiebeeinrichtung (5,5z) den/einen Wagen (30) zwischen einer
Preßstation (1) zum Verdichten von Formstoff und einer Füllstation (2) zum Einfüllen von Formstoff in den/dem Formkasten verfährt (A), wozu sie unterhalb einer Führungsschiene (31) für den Wagen (30) angeordnet ist, insbesondere so angeordnet ist, daß ihr Anbringungsort (5b) am Wagen (30) der untere, äußere Endbereich ist, so daß ein Herüberschieben des Wagens
(30) aus der Haupt-Kastenförderrichtung (K) in der zweiten Station (2) mit einer kurzen Zugstange (5z) möglich ist, die nur wenig aus der ersten Station (1) im herübergefahrenen Zustand des Wagens (30) herausragt.
10. Verfahren zum Trennen eines Modells und des mittels des Modells abgeformten Sandballens (7a) in einer Formmaschine nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem Modell und Sandballen senkrecht relativ auseinanderbewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung von einzeln angetriebenen Hubachsen (15,16) ausgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei jede Achse einzeln gleichlaufend hubhöhen-geregelt wird (y(t),81 ,82,83,84).
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , wobei vier einzeln antreibbare und einzeln regelbare Elektroantriebe oder Hydraulikantriebe (15,16) die
Trennungs-Relativbewegung erzeugen.
13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Hubachsen (15,16) etwas oberhalb eines flurebenen Fundaments (12) gemeinsam abgestützt werden (30,31 ,33), insbesondere vor bzw. nach dem Synchron-Abheben von Modell oder
Sandballen (7,8) seitenverschoben (30,A,-A) werden.
14. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei jede Hubachse (15,16) ihre Hubhöhe (y(t)) bevorzugt über einzelne Meßfühler an jeder "Achse", die Istwerte y(t) für die Hubhöhen-Regelungen (81 ,82,83,84) bereitstellen, auf ihre eigenen Sollwerte
(ys(t)) regelt - die gleich vorgegeben werden - und ihre eigenen Störgrößen ausregelt, die achsen-individuell anfallen.
15. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Hubgeschwindigkeit oder die Änderung eines Sollwertes der Hubhöhe (ys(t)) über der Zeit (t) kurz vor dem Abheben des Sandballens (7a) von dem Modell (8,8a) so stark gesenkt wird, daß ein gemessener Gleichlauffehler (yf(t)) aller Hubachsen (15,16) innerhalb eines vorgegebenen ersten Toleranzbandes (TB;y0,yu) liegt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Hubhöhenänderung so lange herabgesetzt wird, bis das erste Toleranzband (TB) vor dem physischen Ergreifen des Sandballens (7a) im Formkasten (7) eingehalten ist.
17. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Stellgröße jeder Hubachse gesondert überwacht wird und Stellgrößen, die außerhalb eines zweiten Toleranzbandes (TS) liegen, zur Fehlererkennung oder Senkung der Hubgeschwindigkeit der Hubachsen verwendet werden.
18. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , bei dem ein Mittelwertbildner (90) die gemessenen Höhen-Istwerte (y(t)) der Hubachsen (15,16) mittelt und jedem Regler (81 ,82,83,84) jeder Hubachse (15,16) einen Zusatzsollwert (M(t)) aufschaltet, insbesondere im Wege eines weiteren jeweiligen Reglers (81a, 82a, 83a, 84a), der eine Regeldifferenz aus dem Zusatzsollwert (M(t)) und dem jeweils individuellen Höhen-Istwert (y(t)) des jeweiligen Regelkreises als Vorsteuerung insbesondere integrierend aufschaltet.
19. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 10, bei dem einzeln gleichlaufend angetriebene Hubachsen (15,16) zum sanften Trennen von Modell (8) und
Formstoffballen in einer Form (7a,7) von einer sollwertgeführten Regelung (81 ,82,83,84) und einem über die Zeit (t) vorgegebenen Hubwert (ys(t)) betrieben werden, wobei die Steigung des Sollwertverlaufs (ys(t)) der Regelung abnimmt, bevor die Hubachsen (15,16) den Formkasten (7) ergreifen und danach wieder zunimmt.
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